基于51单片机的室内空气质量检测系统设计毕业论文

常州信息职业技术学院学生毕业设计（论文）报告二级学院：电子与电气工程学院专业：电气自动化技术班号：中韩电气141 学生姓名：孙玉鹏学生学号： 1405133119 设计（论文）题目：基于51单片机的家居空气检测系统的设计与实现指导教师：张志柏设计地点：常州信息职业技术学院起迄日期：2016.6.1~2016.11.20毕业设计（论文）任务书专业电气自动化技术班级中韩电气141姓名一、课题名称：基于51单片机的家居空气检测系统的设计与实现二、主要技术指标（或基本要求）：本系统要求实现分布式节点的温度等多种数据采集与处理，下位机MCU2对现场各节点的温度数据进行采集，以异步串行通信方式将各节点数据发往上位机MCU1进行显示处理。

上位机接收下位机发送来的数据信息，驱动字符液晶显示对应结果，同时检测按键电路对选中的节点报警温度上限的设置过程进行处理，另一方面，上位机驱动LED显示当前正在进行设置的节点和处于报警状态的节点。

当某一节点的实测温度超过报警设置时，对应的报警LED 点亮，否则熄灭。

功能设定：1、显示部分采用LCD1602显示屏，循环显示各项测量值如：实际浓度、实际温度、湿度。

并在按键选择情况下连续显示一个测量值的变化。

2、当有害气体浓度超出安全范围时进行声光报警。

3、按键操作可以对测量的范围进行调整。

三、主要工作内容：本文深入探讨了家居空气采集系统的发展状况及趋势，分析了当前空气采集系统的不足之处，设计了基于51单片机的家居空气采集系统的总体架构以及硬件部分，对系统的硬件的选型、外围模块的设计、搭建以及部分传感器模块做了详细论证和设计。

控制节点经过研究对比，选用STC89C52，对外围电路中的传感器模块、供电电源模块、报警电路、键盘、协调器接口电路以及时钟均做了详细设计，通过对比分析选择了适合本课题的温湿度传感器、空气质量传感器、甲醛传感器及烟雾传感器。

最后，进行了软件的设计和实现，主要包括主控程序、数据上传设计、报警子程序设计、按键扫描子程序设计以及终端子程序设计等。

《基于单片机的室内环境监测系统设计》篇一一、引言随着科技的发展和人们生活品质的提高，室内环境监测变得越来越重要。

为了实现室内环境的实时监测与控制，本文提出了一种基于单片机的室内环境监测系统设计。

该系统能够实时监测室内空气质量、温度、湿度等关键参数，并通过单片机进行数据处理和传输，为人们提供一个舒适、健康的居住环境。

二、系统设计概述本系统主要由单片机、传感器模块、显示模块、通信模块等部分组成。

单片机作为核心控制器，负责接收传感器模块采集的数据，进行处理后通过显示模块和通信模块进行输出。

传感器模块包括空气质量传感器、温度传感器、湿度传感器等，用于实时监测室内环境参数。

显示模块可采用LCD显示屏，用于显示监测数据。

通信模块可采用Wi-Fi或蓝牙等技术，实现与手机APP或电脑等设备的连接，方便用户进行远程监控。

三、硬件设计1. 单片机选型单片机是本系统的核心控制器，选用性能稳定、功耗低的单片机。

根据实际需求，可选择常见的STC12C5A60S2等型号的单片机。

2. 传感器模块设计传感器模块包括空气质量传感器、温度传感器、湿度传感器等。

空气质量传感器可选用电化学传感器或光学传感器，用于检测室内空气中的有害气体浓度。

温度传感器和湿度传感器可选用数字式传感器，具有测量精度高、稳定性好等优点。

3. 显示模块设计显示模块采用LCD显示屏，可实时显示室内环境参数，如温度、湿度、空气质量等。

LCD显示屏具有显示效果好、易于维护等优点。

4. 通信模块设计通信模块可采用Wi-Fi或蓝牙等技术，实现与手机APP或电脑等设备的连接。

采用Wi-Fi通信技术可实现远程监控，而蓝牙通信技术则具有低功耗、连接速度快等优点。

四、软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计和上位机软件设计两部分。

单片机程序采用C语言编写，实现数据的采集、处理和传输等功能。

上位机软件可采用常见的编程语言和开发工具进行开发，实现数据的接收、显示和存储等功能。

五、系统实现与测试系统实现过程中，需要进行硬件连接和软件编程等工作。

《基于51单片机下的空气质量测试仪》的文献综述项目名称：基于51单片机下的空气质量测试仪项目负责人：杨宽（学号：16012311）项目参加者：白名章（学号：16012312）姚宇（学号：16012628）许珊（学号：16012306）项目指导老师：潘石（所属院系：电气工程学院）一．背景介绍工农业的快速发展使得人们物质生活水平得到前所未有的快速提高，但是随之而来的空气污染问题却愈加严重。

世界银行发布的报告表明，由空气污染导致的过早死亡人数，平均为每天1000人，也就是每年有35至40万的人面临着死亡。

近年来，随着一连串有关空气质量问题的事件的发生，人们对空气污染问题愈加地担忧，对创建绿色健康的生活环境的呼声也日益高涨。

中国环境监测总站2012年5月下发的《PM2.5自动监测仪器技术指标与要求（试行）》确定了三种PM2.5的自动监测方法，分别是β射线方法仪器加装动态加热系统，β射线方法仪器加动态加热系统联用光散射法，微量振荡天平方法仪器加膜动态测量系统。

这些方法固然准确，但是我们只能通过媒体查询获得关于较大范围内，比如整个城市内的空气质量指数，却不能实时地监测身边的尤其是室内的空气质量，从而不能及时注意到身边的空气质量变化，安全健康的生活环境便不能得到有效的保障。

所以，有必要设计一种便携式的用于室内空气质量监测的设备，通过检测设备显示的空气质量的级别高低使用户对室内空气质量有一个定性和定量的了解，为人们拥有一个舒适健康的生活环境提供保障。

二．国内外空气质量检测研究现状在空气质量监测方面，国外做的比较好的有：美国Interscan科技有限公司生产的4000型空气质量分析仪，英国PPM公司生产的PPM-400甲醛检测仪；国内的有：邯郸派瑞气体设备有限公司研制的“派瑞”系列空气健康表，江西南昌贝谷科技股份有限公司生产的“甲保御”牌室内环境污染标定仪等。

但是，目前国内的产品较之国外的产品在功能的完备度，检测精度以及用户体验等方面还有一定的差距，国外产品的功能比较完备，测量精度高，系统交互界面相对人性化，因此价格比较高。

基于单片机控制的空气质量监测系统设计基于单片机控制的空气质量监测系统设计1. 引言随着现代工业化和城市化的不断发展，空气质量成为人们越来越关注的一个问题。

糟糕的空气质量会对人们的健康和生活质量产生负面影响。

为了实时监测和改善空气质量，开发一种基于单片机控制的空气质量监测系统成为了一个重要的课题。

本文将深入探讨基于单片机控制的空气质量监测系统的设计方案和实现过程。

2. 设计原理基于单片机的空气质量监测系统主要由传感器、单片机、显示屏以及数据存储模块组成。

传感器负责测量环境中的关键指标，如PM2.5、PM10浓度、温度、湿度等。

单片机则用来处理传感器采集到的数据，并将其显示在屏幕上。

数据存储模块可以记录历史数据，以便后续分析和比较。

3. 传感器选择在空气质量监测系统中，选择合适的传感器是至关重要的。

常见的空气质量传感器有光学传感器、化学传感器和声学传感器等。

考虑到系统的精确度和稳定性，本设计选择了光学PM2.5和PM10传感器，以及温湿度传感器。

这些传感器具有高精确度、快速响应和长期稳定的特点。

4. 单片机选择单片机是空气质量监测系统的核心控制部分。

在选择单片机时，需要考虑其计算能力、接口数量和功耗等因素。

本设计选择了一款常用的ARM Cortex-M系列单片机。

这款单片机具有高性能和低功耗的优势，可以满足系统的要求。

5. 系统实现系统的实现包括传感器的连接、数据采集和处理、以及数据显示和存储。

在实现过程中，首先需要连接传感器到单片机的相应引脚上，并根据传感器的规格书来编写对应的驱动程序。

接下来，单片机通过读取传感器的数据，进行数据处理和计算，并将结果显示在连接的显示屏上。

为了方便用户进一步分析和比较数据，系统还需要添加一个存储模块，将历史数据记录下来。

6. 总结与展望基于单片机控制的空气质量监测系统设计可以帮助人们了解周围环境的空气质量状况，并采取相应的措施来改善室内和室外的空气质量。

本文深入探讨了该系统的设计原理和实现过程，并总结了传感器选择、单片机选择以及系统实现的关键步骤。

《基于单片机的室内环境监测系统设计》篇一一、引言随着科技的发展和人们生活品质的提高，室内环境监测变得越来越重要。

为了实现室内环境的实时监测与控制，本文提出了一种基于单片机的室内环境监测系统设计。

该系统集成了传感器技术、单片机控制技术和无线通信技术，旨在为家庭和办公场所提供更为智能化的环境监测服务。

二、系统概述本系统主要由传感器模块、单片机模块、无线通信模块和上位机软件组成。

传感器模块负责监测室内环境的温度、湿度、光照强度等参数；单片机模块负责数据的采集、处理和传输；无线通信模块用于将数据传输至上位机软件；上位机软件则负责数据的显示、存储和分析。

三、硬件设计1. 传感器模块：本系统采用多种传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等，以实现对室内环境的全面监测。

这些传感器将环境参数转换为电信号，供单片机模块进行数据处理。

2. 单片机模块：单片机模块是本系统的核心，负责数据的采集、处理和传输。

本系统采用高性能的单片机，具有高速运算、低功耗、高可靠性等特点。

单片机通过与传感器模块的通信接口连接，实现对环境参数的实时采集。

3. 无线通信模块：无线通信模块用于将单片机模块采集的数据传输至上位机软件。

本系统采用无线通信技术，具有传输距离远、抗干扰能力强、功耗低等优点。

4. 上位机软件：上位机软件负责数据的显示、存储和分析。

本系统采用友好的界面设计，使用户可以方便地查看和操作数据。

同时，上位机软件还具有数据存储功能，可以将历史数据保存到数据库中，以供后续分析使用。

四、软件设计本系统的软件设计主要包括单片机程序和上位机软件两部分。

1. 单片机程序：单片机程序负责数据的采集、处理和传输。

程序采用循环扫描的方式，不断读取传感器模块的数据，并进行处理和存储。

同时，程序还具有与上位机软件通信的功能，将处理后的数据通过无线通信模块发送至上位机软件。

2. 上位机软件：上位机软件采用图形化界面设计，使用户可以方便地查看和操作数据。

基于51单片机的室内空气检测文献综述编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（基于51单片机的室内空气检测文献综述）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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福州大学至诚学院本科生毕业设计（论文）文献综述题目：基于单片机的室内空气质量监测系统设计姓名：陈志勇学号: 211114112系别：电气工程及其自动化专业: 自动化年级: 2011级指导教师：（签名）年月日1、研究背景与意义全球经济的快速发展和工业水平的提高，人类所面临的大气污染问题日益严峻，空气质量的好坏受到越来越多的关注。

随着生活水平的提高、居住条件的改善，人们对生活环境质量的要求也越来越高，拥有一个健康无污染的室内环境就成为很多人的共同愿望。

特别是近几年，国内各大城市对PM2.5持续居高不下，这引起了广泛的关注.而对于室内环境来说，工业排放的可吸附颗粒物、装修房间排放的甲醛、及厨房排放的油烟等是其污染的主要来源.这些烟尘、甲醛等有害物质的含量远远超出了正常的标准，严重影响了人们的身体健康.信息技术的发展改变了人们日常办公的方式和环境，更多的人可以选择在室内完成一天的工作。

尤其是生活在城市中的群体，有一半以上的时间都是在室内环境中度过。

在这种环境下，即使空气中的污染物的浓度不太高，长期处在室内并呼吸受到污染过的空气，健康也势必会受到影响，污染空气带来的伤害也是无法估量的。

有时，室内污染比室外污染更加严重，因此对室内空气污染的预防与治理具有重大意义，它直接影响到人们的生活环境和身体健康.事实上，人类超过一半的疾病都是由于空气污染造成的，全世界每年死于空气污染的人数以数百万计.因此，近年来，人们越来越意识到改善空气质量的重要性。

《基于单片机的室内环境监测系统设计》篇一一、引言随着人们对生活品质的要求日益提高，室内环境监测变得越来越重要。

基于单片机的室内环境监测系统，可以实现对室内空气质量、温度、湿度等参数的实时监测和智能控制。

本文将详细介绍基于单片机的室内环境监测系统的设计思路、硬件组成、软件设计和实际应用等方面。

二、系统设计思路1. 需求分析：明确系统需要监测的参数，如空气质量、温度、湿度等，并确定系统应具备的功能，如数据采集、处理、显示和报警等。

2. 硬件选型：选择合适的单片机作为主控制器，选择传感器模块用于数据采集，选择适当的显示模块用于数据展示，以及根据需要选择其他辅助模块。

3. 软件设计：编写单片机程序，实现数据的采集、处理、显示和报警等功能。

三、硬件组成1. 主控制器：选用性能稳定、功耗低的单片机作为主控制器，负责整个系统的控制和数据处理。

2. 传感器模块：包括空气质量传感器、温度传感器和湿度传感器等，用于实时监测室内环境参数。

3. 显示模块：选用合适的显示模块，如LCD显示屏，用于展示监测数据。

4. 其他辅助模块：如电源模块、通信模块等，用于提供电源和实现与其他设备的通信。

四、软件设计1. 数据采集：通过传感器模块实时采集室内环境参数，如空气质量、温度和湿度等。

2. 数据处理：对采集到的数据进行处理和分析，如滤波、转换和存储等。

3. 数据显示：将处理后的数据通过显示模块展示给用户。

4. 报警功能：当监测到的数据超过设定阈值时，触发报警功能，如通过LED灯闪烁或蜂鸣器发声等方式提醒用户。

5. 通信功能：通过通信模块实现与上位机的通信，将数据传输至上位机进行进一步处理和分析。

五、实际应用基于单片机的室内环境监测系统具有广泛的应用场景，如家庭、办公室、医院等。

通过实时监测室内环境参数，可以为用户提供舒适的生活和工作环境。

同时，系统还可以根据用户的实际需求进行定制化开发，如添加空气净化器、加湿器等设备的控制功能，实现智能化的环境控制。

《基于单片机的室内环境监测系统设计》篇一一、引言随着科技的发展，人们的生活品质得到了极大的提高。

而为了维持室内环境的舒适和健康，人们对环境参数的实时监测也日益关注。

基于此背景，本文将重点讨论一种基于单片机的室内环境监测系统的设计方法，这种系统可以对温度、湿度、光照等参数进行实时监测与反馈，有效提升了人们的居住体验。

二、系统设计概述本系统以单片机为核心，结合传感器模块、显示模块、控制模块等部分组成。

其中，传感器模块负责实时监测室内环境的各项参数，如温度、湿度、光照等；显示模块则负责将监测到的数据以直观的方式展示给用户；控制模块则根据预设的规则对环境进行自动调节。

三、硬件设计1. 单片机模块：作为系统的核心，单片机模块负责接收传感器数据，处理后通过显示模块展示，同时根据预设规则发出控制指令。

本系统选用性能优越、功耗低的单片机，如STM32系列。

2. 传感器模块：包括温度传感器、湿度传感器和光照传感器等。

这些传感器能实时感知室内环境的各项参数，并将数据传输给单片机模块。

3. 显示模块：本系统采用液晶显示屏作为显示模块，能直观地展示温度、湿度、光照等数据。

4. 控制模块：根据单片机的指令，控制模块可以控制空调、加湿器、照明等设备的开关，以调节室内环境。

四、软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计和传感器的数据处理。

程序设计采用C语言编写，易于理解和维护。

数据处理部分需要对传感器数据进行实时采集、处理和存储，以保证数据的准确性和可靠性。

五、系统功能1. 实时监测：系统能实时监测室内环境的温度、湿度、光照等参数。

2. 数据展示：通过液晶显示屏，用户可以直观地看到各项环境参数的数据。

3. 自动调节：根据预设的规则，系统能自动调节空调、加湿器、照明等设备，以保持室内环境的舒适和健康。

4. 报警功能：当室内环境参数超出预设范围时，系统会发出报警提示，以便用户及时采取措施。

六、系统优势1. 高精度：采用高精度的传感器，能准确监测室内环境的各项参数。

《基于单片机的室内环境监测系统设计》篇一一、引言随着人们生活品质的提高，对居住环境的舒适度、健康性和安全性提出了更高的要求。

室内环境监测系统因此应运而生，它能够实时监测室内环境的各项指标，如温度、湿度、空气质量等，为人们提供一个舒适、健康的居住环境。

本文将介绍一种基于单片机的室内环境监测系统设计，以实现对室内环境的实时监测和智能控制。

二、系统设计概述本系统以单片机为核心控制器，通过传感器模块实时采集室内环境的温度、湿度、空气质量等数据，经过单片机处理后，将数据显示在液晶显示屏上，并通过无线通信模块将数据传输至手机APP或电脑端进行远程监控。

同时，系统还可根据预设的阈值，通过控制模块对室内环境进行智能调节，如调节空调、加湿器等设备。

三、硬件设计1. 单片机模块：本系统采用STC12C5A60S2单片机作为核心控制器，其具有高性能、低功耗、易编程等优点，能够满足系统的实时性和稳定性要求。

2. 传感器模块：传感器模块包括温度传感器、湿度传感器和空气质量传感器，用于实时采集室内环境的各项数据。

3. 液晶显示屏模块：用于显示采集到的室内环境数据，方便用户查看。

4. 无线通信模块：采用Wi-Fi或蓝牙模块，实现数据的无线传输，方便用户进行远程监控。

5. 控制模块：通过继电器或PWM控制模块，实现对空调、加湿器等设备的智能控制。

四、软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计和手机APP或电脑端的数据处理与显示。

1. 单片机程序设计：以C语言或汇编语言编写单片机程序，实现数据的采集、处理、显示及传输等功能。

程序应具有实时性、稳定性和可扩展性。

2. 数据处理与显示：手机APP或电脑端接收到数据后，进行数据处理和显示。

可通过图表、曲线等方式直观地展示室内环境的各项数据，方便用户查看和分析。

五、系统实现1. 数据采集：传感器模块实时采集室内环境的温度、湿度、空气质量等数据。

2. 数据处理：单片机对采集到的数据进行处理，如滤波、转换等，得到准确的数据值。

基于单片机的空气质量检测系统HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】佳木斯大学毕业论文基于单片机的空气质量检测系统学院信息电子技术专业通信工程班级 12级1班学籍号 12109940619姓名潘琦指导教师田静佳木斯大学2016年6月10日摘要随着工业发展，国民经济日益增长，人民生活指数也在不断提高。

但是给环境却带来不可逆的影响，因为空气质量的恶化，使人类引起一系列呼吸道病症，危害身心健康。

国家政府出台政策，一方面从源头控制污染源，一方面增加空气质量监控。

各大中城市也将PM2.5作为天气预报一项重要指标，时时提醒市民关注环境。

本设计就是基于51系列单片机的PM2.5监控预警系统，对环境里的PM2.5浓度进行实时监控，预警。

本设计以STC89C52单片机为控制核心，用夏普GP2Y1010AU0F传感器实时采集空气中粉尘情况，然后由ADC0832模数转化芯片，将从粉尘传感器采集到的模拟信号转化成数字信号，然后传给单片机进行精确换算，在LCD1602液晶屏显示当前空气粉尘浓度和显示预置报警阈值，按键可以设置系统粉尘报警阈值，蜂鸣器报警模块可在环境PM2.5浓度超过设置值时进行报警。

本系统电路稳定性高、抗干扰能力强，处理速度快，功耗低，操作简便，实时精准显示，实时反馈环境因素。

关键字：PM2.5；单片机；粉尘浓度；GP2Y1010AU0F；报警AbstractWith the industrial development of the national economy growing, people living index is also rising. But the environment has brought irreversible impact because of the deterioration in air quality, weather haze phenomenon increased hazard phenomenon worse. National government policies, on the one hand to control pollution from the source, on the one hand increase the air quality monitoring. PM2.5 major cities will also be an important indicator as the weather forecast, remind the public concern for the environment. This design is based on the 51 computers PM2.5 monitoring system on the environment in the PM2.5 concentration time monitoring, early warning.This design STC89C52RC microcontroller to control the core, Sharp GP2Y1010AU0F sensor to collect dust in the air situation, LCD1602 display shows the current air concentration of dust and display the preset alarm threshold size, the keys can set the system dust alarm threshold, the buzzer alarm module can alarm when the ambient PM2.5 concentration exceeds the set value. System works: collected by the sensor in the air PM2.5 PM2.5 concentration, and then converted to a digital signal through ADC0832 for STC89C52RC microcontroller reads, after the system conversion, real-time display of the current PM2.5 concentration, and then set value, if less than the set value, the systemremains; if it exceeds the set value, the system will alarm to alert the PM2.5 concentration exceeded. The system circuit is simple, stable, highly integrated, easy to debug, high precision, has some practical value.Key words：Alarm; Dust concentration; GP2Y1010AU0F; PM2.5目录摘要 (i)Abstract ....................................................... i i 第1章绪论 .. (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 课题研究的目的和意义 (2)1.3 课题的主要内容 (2)第2章设计方案论证 (4)2.1 题目解析 (4)2.2 方案论证与设计 (4)2.2.1 控制部分的方案选择 (4)2.2.2 显示部分的方案选择 (5)2.2.3 传感器模块的方案选择 (5)2.2.4 模数转化模块的方案选择 (5)2.3 系统方案论证 (6)第3章硬件电路设计 (7)3.1 单片机最小系统 (7)3.2 ADC0832模数转化模块 (9)3.3 液晶屏显示模块 (10)3.4 夏普PM2.5传感器 (12)3.5 蜂鸣器 (14)3.6 按键电路 (14)3.7 污染级别提醒电路和程序下载电路 (14)3.8 总体原理图 (15)第4章软件部分设计 (17)4.1 系统流程设计 (17)4.2 ADC0832模数转化部分设计 (18)第5章仿真部分 (20)5.1 PWM驱动 (20)5.2 Keil的应用 (20)5.3 Protel 99se的应用 (22)5.4 Proteus的应用 (23)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录1 系统原理图 (29)附录2 元器件清单 (30)附录3 程序清单 (31)附录4 外文参考资料翻译（原文、译文） (37)第1章绪论1.1 课题研究背景21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，科学技术的进步的同时也带动了测量技术的发展，现代控制设备不同于以前，我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术是当今社会的主流，广泛地深入到应用工程的各个领域。

摘要随着电子信息的快速发展，越来越多的电子设备应用在我们生活中。

本次设以STC89C52单片机为控制核心，通过使用PM2.5检测传感器模块、LCD液晶显示模块、按键控制模块、报警模板，实现基于单片机的空气质量检测系统。

本次设计主要针对的是解决检测空气中PM2.5的值，设计分为硬件设计和软件设计两个部分，软件设计主要是根据硬件需要实现的功能，按照软件流程图进行编码设计，硬件设计主要是按照不同的模块进行，把整体的硬件分成模块电路设计。

软件设计中使用C语言作为单片机的开发语言，由于C语言是偏向于底层硬件语言，其比汇编更加通俗易懂，比高级语言更加适合对硬件的直接控制，而且具有很好的移植性。

通过硬件和软件的设计系统可以实现对空气质量PM2.5的检测和显示，当系统检测空气中PM2.5的的浓度值高于正常标准时，报警模块将发出报警，当空气PM2.5浓度值低于报警阈值时，报警停止。

本次设计空气检测仪操作简单、成本低、性能稳定、是只能家居的首选。

关键字：单片机；PM2.5传感器；报警器；LCD显示器；共28页第I页ABSTRACTWith the development of high and new technology, SCM has been used more and more in daily electronic products. With the STC89C52 microcontroller as control core, through the use of PM2.5 sensor module, LCD LCD module, key control module, alarm template, implementation of air quality detecting system based on mcu. The design of the air quality detection instrument based on MCU is mainly divided into the design of hardware circuit and software program of the preparation of the two part, the hardware design according to the overall plan of system diagram design, the overall design of the hardware circuit is divided into modules. In the software design uses the monolithic integrated circuit C language realization system that that the entire procedure writes, uses the C language to carry on the programming to be possible to make the program readability good, and the procedure is easy to transplant. Through the design of hardware and software can achieve the measurement of air quality in PM2.5 and showed that when the concentration of the detection system of PM2.5 in the air was higher than the normal standard, the alarm module will give an alarm when the air PM2.5 concentration below the alarm threshold, the alarm stops. The design of the air detector is simple, low cost, stable performance, is the only choice for home.KEYWORDS: MCU; PM2.5 sensor; Alarm; LCD display;共28页第II页目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录............................................................................................................................... I II 第一章绪论 (5)1.1课题背景 (5)1.2设计任务和基本要求 (5)第二章整体方案设计 (6)2.1 设计内容介绍 (6)2.2 控制器选择 (6)2.3显示模块选择 (6)2.4系统整体方案设计 (7)第三章系统硬件设计 (8)3.1单片机电路设计 (8)3.1.1单片机的最小系统组成 (8)3.1.2单片机的时钟电路设计 (9)3.1.3单片机时钟复位电路设计 (9)3.2显示电路设计 (10)3.3 PM2.5传感器电路设计 (12)3.4 报警电路设计 (13)3.5 按键电路设计 (13)第四章系统流程设计 (15)4.1 系统主流程设计 (15)4.2 按键流程设计 (16)第五章仿真与调试 (18)5.1 硬件调试 (18)5.2 软件调试 (20)5.3仿真 (21)共28页第III页5.3.1 仿真软件介绍 (21)5.3.2 仿真结果 (21)第六章总结 (23)参考文献 (24)附录A 电路原理图 (25)附录B 程序 (26)附录C 原件清单 (28)致谢 (29)共28页第IV页第一章绪论1.1课题背景现在，关于单片机的使用非常普遍。

基于51单片机室内有害气体监测系统的设计与实现摘要：空气质量的异常给人们的身心和身体都会带来巨大影响，尤其是当空气中的有害气体甲醛，苯，甲烷以及一氧化碳等超标时，一旦不及时发现就会导致人体出现中毒，严重甚至导致死亡，因此在日常生活当中能对有害气体进行精确的检测与控制，对于提高生活质量，保证身心健康具有重要意义。

本智能环境检测系统一共设计四个传感器参数检测网络，对环境相关的四个参数苯，一氧化碳，甲烷和甲醛四种有害气体进行检测；4个传感器共同对四个有害气体进行检测，确保环境安全。

整个智能环境检测系统围绕对4个参数的检测，显示、报警与控制出发，硬件上以STC89C51单片机为核心，MQ2完成对环境甲烷的检测，MQ7传感器检测环境一氧化碳浓度，两路MS1100模块对环境中的甲醛和苯浓度进行采集，单片机通过引脚读取到数据后在内部对数据进行处理，在LCD1602上显示的同时，并与设定的安全数据进行处理，如果数据有异常那么就输出指令来驱动蜂鸣器同时驱动风扇，来实现报警和调控。

软件上以C语言为核心，结合传感器的工作原理与通信特点，通过程序来驱动引脚实现对数据的和指令的输出，实现预期的功能。

非常适合在居家环境中应用，提高环境的安全可靠性。

关键词：报警与控制气体检测单片机智能居家环境监测一、研究背景空气污染不仅会使得生态环境遭受破坏甚至会直接危害人的生命安全。

当前我国的环境污染问题尤其是大气污染情况已经迫在眉睫，在工业生产中排放的有毒有害气体以及发动机尾气中包含的有害气体，使得大气中含有的有害颗粒、有毒气体含量一直在升高，但是空气污染的情况比较难以琢磨，受多方面因素的影响，所处地方不同，空气污染的情况也不一样，所以如果需要掌握当地环境污染的具体情况，还需对当地环境参数进行实时监测，由此才能掌握当地环境污染的各种参数以及其变化规律，并以此为依据来制定整改措施。

所以利用多传感器融合技术设计出一种空气质量检测设施显得尤为必要，此款检测设备不仅检测精度有保证而且便于随身携带、使用简单、性价比高。

基于单片机的室内空气质量检测————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：天津工业大学毕业设计（论文)题目:室内便携式智能空气监测仪的设计姓名上官金霞学院机械工程学院专业测控技术与仪器指导教师张宏杰职称讲师2011 年06 月06 日天津工业大学毕业设计（论文）任务书题目室内便携式智能空气监测仪的设计学生姓名上官金霞学院名称机械工程学院专业班级测控072 课题类型设计类课题意义由于建筑材料品质不一、劣质燃料、通风不良等原因，室内的空气状况往往不如室外，尽管空调系统被应用到室，但为了节能，减少了自然通风，使室内空气品质进一步恶化.目前，对于室内环境监测仪表有很多种，成本不是很高，监测速度较快，但大数产品只是用来监测，不具备自动调节室内空气质量的能力。

实际上，单纯的监测不能提供经济可行的空气质量调节措施，只有以控制作为监测的后备支持，监测工作才可以深入持久地开展下去，才能达到监测和控制的有机结合。

因此，本系统旨在实现室内空气温度、湿度、有害气体的监测及自适应智能调节，为人类营造一个健康的室内生存空间。

任务与进度要求任务：1.选择合适的单片机，进行单片机主电路设计；2.完成传感器、信号调理、键盘、显示、声光报警、智能控制等接口电路设计；3.编写各模块子程序、proteus软件仿真和实物调试进度要求:第1-3周实习，查询相关资料及总体方案设计第4周开题报告第5-6周气体、温湿度传感器选型，绘制原理电路图和PCB图第7—10周编写气体、温湿度采集等程序并通过proteus调试仿真第11—13周购买元器件，动手焊接电路板并下载程序实物调试第14周写论文及外文翻译第15周修改论文第16周准备答辩主要参考文献［1］彭军。

传感器与监测技术［M]。

西安:西安电子科技大学出版社，2003。

74~95.［2］张齐,杜群贵.单片机应用系统设计技术［M]。

www�ele169�com | 13电子电路设计与方案2.方案设计■■2.1■粉尘浓度测量的方法与原理■目前国内外对空气中粉尘浓度测量的方式主要有几种种：电容法、β射线法和光散射法等。

其中电容法中测量的电容值并非与浓度是线性关系且易受到其他因素的变化而波动，无法精准的检测出结果；β射线法可以虽可以较为精准的测出数值，但其需要对粉尘进行采样获得采样本再进行对比测量来得出结果，无法做到迅速地检测出空气中的粉尘浓度；其他几种未提及的方法还处于正在研究的阶段，上市产品较少。

当前，上市中的检测仪器运用的原理大多数光散射法和摩擦法来对粉尘浓度进行测定。

本设计检测原理基于光散射吸收原理，将光透过被检测区域，由于光被空气中的粉尘散射吸收而导致光强减弱，我们可以通过测定光在通过检测区域前后的光强再将之作比较来测定空气中粉尘的浓度。

■■2.2■系统硬件设计框图本设计要求系统能自动的获取当前空气的粉尘浓度的同时还要准确的在液晶屏上将其显示出来；当检测的空气区域中的粉尘浓度达到某一程度时启动应对电路。

本系统的核心器件为单片机，本设计系统各部件的信息主要由它来进行计算处理。

外围电路有：粉尘传感器模块、EEPROM 存储器模块、LCD 显示电路、报警电路。

如图1所示。

图1 系统硬件设计框图打开电源后系统开始工作，当给一个0V ～5V 的信号（传感器检测到的信号）时，单片机自带的数模转换器将模拟信号转换成数字信号后显示在LCD 液晶屏上，然后与预设值作比较，当接收到的浓度值大于预设值时单片机启动报警电路。

报警电路在本设计中是亮红灯并驱动换气装置。

1.绪论■■1.1■设计的背景和意义在工业生产的过程中会产生一种固体颗粒，其能较长时间在大气中悬浮,被人们称为粉尘。

多数工厂在生产的过程中会产生一种细微的粉尘，这些粉尘也被称为可吸入颗粒物，其能在人类呼吸生活的大气中漂浮很长一段时间当人生活在高粉尘的环境时，这些粉尘会进入人体的呼吸道和肺部，且不易随着人体新陈代谢而被排除体外，从而长时间停留在人体内，对人体生理机能将有很大危害[1]。

摘要21世纪是信息化时代，电子产品如雨后春笋般迅猛发展，电子测量设备也逐渐丰富起来。

模拟产品逐渐被数字化产品取代，并且使用变得越来越方便。

虽然现今市面上有很多环境测试仪，但针对人们学习生活需要的环境测试仪却很少，因此设计出一个简单实用的环境测试仪是很有意义的。

本环境测试仪由温度采集电路，湿度采集电路，光强度采集电路，多路开关电路，A/D转换电路，LCD动态显示电路，时钟电路，复位电路及处理器单片机组成，基于单片机对数字信号的高敏感和可控性、温湿度传感器可以产生模拟信号，和A/D 模拟数字转换芯片的性能，设计了以8051基本系统为核心的一套检测系统，系统由信号采集、信号分析和信号处理三个部分组成的。

（一）信号采集由AD590、HM1500、GL5537及多路开关CD4051组成；（二）信号分析由A/D转换器MC14433、ADC0804、单片机8051基本系统组成；（三）信号处理由LCD12864显示等组成通过硬件的焊接、静态和动态调试和程序的编写和修改，作品最终很好地实现了实验任务和要求。

关键词：单片机8051；A\D转换；采集；12864显示目录1.课题的任务与要求1.1 任务 (3)1.2 任务目标 (3)1.3 课题要求 (3)2.系统概述2.1 方案的比较和论证 (4).1 温度传感器的选择... .. (4)2.1.2 湿度传感器的选择 (5)2. 1. 3 光电传感器的选择 (6).4 信号采集通道的选择 (7)3. 系统的总体设计3. 温度采集电路设计 (8)3. 湿度采集电路设计... (10)3.1.3 光电采集电路设计 (12)3. 多路开关电路设计 (13)3.2.1 A\D转换 (13)3.2.2 单片机MCS-51 (14)3.3 显示 (18)4. 程序及设计 (19)5. 参考文献 (24)第一部分课题的任务和要求:设计出一个简单实用的环境测试仪。

1、巩固所学的知识，学会通过各种途径查找资料；2、理论知识联系实际，解决实际问题；3、通过实物制作，掌握相关芯片的功能，锻炼动手能力及分析思考能力。

《基于单片机的室内环境监测系统设计》篇一一、引言随着人们生活品质的日益提高，室内环境监测越来越受到关注。

室内环境质量的优劣直接影响着人们的健康和生活质量。

因此，开发一套基于单片机的室内环境监测系统显得尤为重要。

本文旨在介绍一种基于单片机的室内环境监测系统的设计思路、实现方法和应用前景。

二、系统设计概述本系统以单片机为核心，通过传感器模块实时监测室内环境参数，如温度、湿度、空气质量等。

系统主要由单片机模块、传感器模块、显示模块、通信模块等组成。

通过单片机对传感器数据的采集、处理和传输，实现对室内环境的实时监测和调控。

三、硬件设计1. 单片机模块单片机模块是整个系统的核心，负责控制整个系统的运行。

本系统采用STC12C5A60S2单片机，具有高速度、低功耗、易编程等优点。

2. 传感器模块传感器模块负责实时监测室内环境参数。

本系统采用DHT11温湿度传感器和PM2.5空气质量传感器，能够准确测量室内温度、湿度和空气质量。

3. 显示模块显示模块用于显示室内环境参数。

本系统采用LCD1602液晶显示屏，能够清晰地显示温度、湿度和空气质量等参数。

4. 通信模块通信模块负责将数据传输到上位机或远程服务器。

本系统采用蓝牙通信模块，可以实现与手机等设备的无线连接，方便用户随时查看室内环境参数。

四、软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计和上位机软件设计两部分。

1. 单片机程序设计单片机程序采用C语言编写，主要实现传感器数据的采集、处理和传输。

程序流程包括初始化、数据采集、数据处理、数据传输等步骤。

通过程序控制，单片机能够实时读取传感器数据，并进行处理和存储，同时通过蓝牙模块将数据传输到上位机或远程服务器。

2. 上位机软件设计上位机软件采用C语言编写，主要实现数据的接收、显示和存储。

软件界面友好，操作简单，能够实时显示室内环境参数，并可进行数据存储和历史数据查询。

同时，上位机软件还能够通过手机等设备与蓝牙模块进行通信，实现远程监控和调控。

淮阴工学院
毕业设计（论文）任务书
系（院）：计算机工程学院
专业：通信工程
学生姓名：张海波学号：20
设计(论文)题目：基于单片机的空气质量监测系统设计
起迄日期: 2013年2月24日～2013年6月10日
设计(论文)地点:淮阴工学院
指导教师:常波
专业负责人:
发任务书日期: 2013 年01 月10 日
任务书填写要求
1．毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系（院）领导签字后生效。

此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生；
2．任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；
3．任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系（院）主管领导审批后方可重新填写；
4．任务书内有关“系（院）”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。

学生的“学号”要写全号（8位数），不能只写最后4位或2位数字；
5．任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；
6．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。

如“2006年3月15日”或“2006-03-15”。

毕业设计（论文）任务书。